RegionServer 架构

HBase架构原理
1)StoreFile
保存实际数据的物理文件,StoreFile以Hfile的形式存储在HDFS上。每个Store会有一个或多个StoreFile(HFile),数据在每个StoreFile中都是有序的。
2)MemStore
写缓存,由于HFile中的数据要求是有序的,所以数据是先存储在MemStore中,排好序后,等到达刷写时机才会刷写到HFile,每次刷写都会形成一个新的HFile。
3)WAL
由于数据要经MemStore排序后才能刷写到HFile,但把数据保存在内存中会有很高的概率导致数据丢失,为了解决这个问题,数据会先写在一个叫做Write-Ahead logfile的文件中,然后再写入MemStore中。所以在系统出现故障的时候,数据可以通过这个日志文件重建。
4)BlockCache
读缓存,每次查询出的数据会缓存在BlockCache中,方便下次查询。

写流程

HBase架构原理
写流程:
1)Client先访问zookeeper,获取hbase:meta表位于哪个Region Server。
2)访问对应的Region Server,获取hbase:meta表,根据读请求的namespace:table/rowkey,查询出目标数据位于哪个Region Server中的哪个Region中。并将该table的region信息以及meta表的位置信息缓存在客户端的meta cache,方便下次访问。
3)与目标Region Server进行通讯;
4)将数据顺序写入(追加)到WAL;
5)将数据写入对应的MemStore,数据会在MemStore进行排序;
6)向客户端发送ack;
7)等达到MemStore的刷写时机后,将数据刷写到HFile。

MemStore Flush

HBase架构原理
MemStore刷写时机:
1.当某个memstore的大小达到了hbase.hregion.memstore.flush.size(默认值128M),其所在region的所有memstore都会刷写
当memstore的大小达到了
hbase.hregion.memstore.flush.size(默认值128M)
* hbase.hregion.memstore.block.multiplier(默认值4)
时,会阻止继续往该memstore写数据。
2.当region server中memstore的总大小达到
java_heapsize
*hbase.regionserver.global.memstore.size(默认值0.4)
*hbase.regionserver.global.memstore.size.lower.limit(默认值0.95)
region会按照其所有memstore的大小顺序(由大到小)依次进行刷写。直到region server中所有memstore的总大小减小到上述值以下。
当region server中memstore的总大小达到
java_heapsize
*hbase.regionserver.global.memstore.size(默认值0.4)
时,会阻止继续往所有的memstore写数据。
3. 到达自动刷写的时间,也会触发memstore flush。自动刷新的时间间隔由该属性进行配置hbase.regionserver.optionalcacheflushinterval(默认1小时)。
4.当WAL文件的数量超过hbase.regionserver.max.logs,region会按照时间顺序依次进行刷写,直到WAL文件数量减小到hbase.regionserver.max.logs以下(该属性名已经废弃,现无需手动设置,最大值为32)。

读流程

1)整体流程
HBase架构原理
2)Merge细节
HBase架构原理
读流程
1)Client先访问zookeeper,获取hbase:meta表位于哪个Region Server。
2)访问对应的Region Server,获取hbase:meta表,根据读请求的namespace:table/rowkey,查询出目标数据位于哪个Region Server中的哪个Region中。并将该table的region信息以及meta表的位置信息缓存在客户端的meta cache,方便下次访问。
3)与目标Region Server进行通讯;
4)分别在MemStore和Store File(HFile)中查询目标数据,并将查到的所有数据进行合并。此处所有数据是指同一条数据的不同版本(time stamp)或者不同的类型(Put/Delete)。
5)将查询到的新的数据块(Block,HFile数据存储单元,默认大小为64KB)缓存到Block Cache。
6)将合并后的最终结果返回给客户端。

StoreFile Compaction

由于memstore每次刷写都会生成一个新的HFile,且同一个字段的不同版本(timestamp)和不同类型(Put/Delete)有可能会分布在不同的HFile中,因此查询时需要遍历所有的HFile。为了减少HFile的个数,以及清理掉过期和删除的数据,会进行StoreFile Compaction。
Compaction分为两种,分别是Minor CompactionMajor Compaction。Minor Compaction会将临近的若干个较小的HFile合并成一个较大的HFile,并清理掉部分过期和删除的数据。Major Compaction会将一个Store下的所有的HFile合并成一个大HFile,并且会清理掉所有过期和删除的数据
HBase架构原理

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